[发明专利]彩色氧清除性聚合物

说明书

背景 

1.发明领域 

本发明涉及彩色氧清除性聚合物和从这样的聚合物制造的物品。具体地说，它涉及含有基础聚合物、可氧化有机聚合物、过渡金属催化、和着色剂的聚合物共混物。该着色剂选自一组不使该过渡金属催化剂完全失活的着色剂。较好的着色剂在从该熔体聚合物共混物制造的物品中产生＜约0.25、较好＜0.15、更好＜0.1、最好＜0.05的催化剂失活因子(CDF).本发明也包含从具有所述CDF的此类聚合物共混物制造的、有活性氧清除性能的彩色单层物品，例如薄膜、热成形托盘、或吹塑成形容器。 

2.先有技术 

用于制造薄膜、热成形托盘、或吹塑成形容器的典型聚合物主要基于聚酯，这是由于其物理性能的缘故。适用的聚酯可以是均聚物，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、或其中任意一种或两种的共聚物。对于吹塑成形容器来说，聚对苯二甲酸/间苯二甲酸乙二醇酯共聚酯(PET/IP)是特别有用的。 

氧清除性聚合物是众所周知的，而且在食品包装业中是特别有用的。已知氧会对包装食品的气味和味道产生影响，从而缩短该食品的货架寿命。另一方面，氧清除性包装材料能与处于穿透包装阻透层过程中的氧反应。因此，氧清除性包装材料减少或消除了过度暴露于氧的食品或饮料的气味和/或所不希望的味道。 

典型的氧清除性化合物是含有烯丙基位置的可氧化有机聚合物分子例如聚丁二烯系聚合物或聚乙烯/环丙烯共聚物，或含有苄基位置的可氧化有机聚合物分子例如间苯二甲胺系聚酰胺，或这些的混合物。可氧化有机聚合物本身的使用导致非常缓慢的氧化过程，但这样的聚合物缺乏诸如PET的所希望物理性能，而且与PET相比是非常昂贵的。可氧化聚合物中氧化催化剂的掺入解决了这个问题。 

关于以上提到的可氧化有机聚合物，聚(己二酰间苯二甲胺)(商  业上称为MXD6)是广泛知道的。此外，先有技术公开指出，该可氧化有机聚合物需要过渡金属催化剂来使其活泼地清除氧。先有技术所述的最常见过渡金属催化剂是一种钴盐。 

发明者名称为Cahill等人并转让给Amoco公司的PCT专利申请WO98/12244公开了一种氧清除性组合物，其中决定性的可氧化有机聚合物是一种聚丁二烯，且该可氧化有机聚合物的催化剂是过渡金属盐或其它化合物。此申请公开了这样一种组合物作为食品和饮料工业包装薄膜与容器用、与聚合物的共混物的有用性。 

以Ching等人为名义转让给Chevron化学公司的PCT专利申请WO99/48963公开了一种包括有至少一个环己烯基团或官能度的聚合物或低聚物的氧清除组合物。此申请也公开了过渡元素作为激活该氧清除组合物的催化剂的用途。该过渡金属催化剂是以盐及其它组合物的形式采用的。这一篇参考文献也说明钴-一种过渡金属催化剂-是较好的。 

过渡金属促进聚酰胺多层容器中氧清除的用途，和与聚对苯二甲酸乙二醇酯的共混物，已公开于诸如下列专利中。 

Cochran等人的美国专利Nos.5,021,515、5,639,815和5,955,527公开了钴盐作为较好过渡金属催化剂和聚(己二酰间苯二甲胺)(MXD6)作为较好可氧化有机聚合物的用途。 

Hong的美国专利No s.5,281,360和5,866,649以及Kim的美国专利No.6,288,161也公开了MXD6与PET和钴盐催化剂的共混物。 

直到最近，这些可氧化有机聚合物一直用来作为多层薄膜、热成形托盘或吹塑成形容器中的一个内层。对于彩色物品例如绿瓶、蓝瓶或琥珀色瓶来说，着色剂是混入非清除性外层和内层中的。在这样的多层物品中，在该着色剂与该氧清除层中所含的过渡金属催化剂之间不存在任何反应。对于着色单层薄膜、片材和容器来说，有必要降低多层方法的成本。 

普遍认可的是，聚合物的氧化涉及自由基反应并生成氢过氧化物。过渡金属离子催化剂氢过氧化物分解成自由基种，后者大大加速氧化速率、从而加速氧清除速率。 

令人惊讶的是，已经发现，某些着色剂在熔体共混之后并在此后(例如在物品中)使该催化剂失活，从而使其成为一种不太有效的催  化剂。因此，只有某些着色剂才能用于单层氧清除性物品，因为该着色剂是在熔体相中与该过渡金属催化剂均匀混合的，这不同于先有的多层薄膜、热成形托盘、或吹塑成形容器。 

发明概要